氨基酸蛋白质核酸专业知识培训

氨基酸蛋白质核酸专业知识培训氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第1页

蛋白质、碳水化合物、脂肪(甘油醇脂肪酸酯)是人所需营养中三种要素。19.1氨基酸结构、名称和物性

羧酸分子中烃基上一个或几个氢原子被氨基取代生成化合物叫氨基酸。1定义氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第2页按氨基与羧基相对位置分：α-氨基酸，β-氨基酸按氨基与羧基数目来分：中性氨基酸、酸性氨基酸，碱性氨基酸3氨基酸构型和存在形式构型（用D、L表示）

-氨基酸通式 L型

-氨基酸D型

-氨基酸 L-甘油醛除甘氨酸，天然

-氨基酸都是有旋光，而且都是L型。2分类氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第3页存在形式：氨基酸都以偶极离子形式存在。

组氨酸谷氨酸 丙氨酸 氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第4页4名称和物理性质450页表19-1

名称氨基酸碳原子（除甘氨酸外）都是手性碳原子。其构型表示方法与糖一样，用D或L表示。每个氨基酸都有俗名，并都用一个缩写符号表示。450页表19-1

物理性质大个别氨基酸在水中有一定溶解度；酸性氨基酸在水中溶解度较差；氨基酸在200度以下都是稳定；氨基酸pKa为2左右；每一个光学纯氨基酸都有旋光值。氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第5页5八个必需氨基酸缬氨酸亮氨酸异亮氨酸苯丙氨酸苏氨酸蛋氨酸赖氨酸色氨酸氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第6页1等电点2与茚三酮反应3氨基酸金属盐络合物形成19.1.2氨基酸性质氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第7页谷氨酸 焦谷氨酸总述：含有胺和羧酸共性。比如形成酰胺2分子甘氨酸 2,5-二嗪哌酮-2H2O-H2O氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第8页

一个氨基酸总能够找到一个pH值，在该pH值下，正、负离子浓度完全相等，此时向阳极移动和向阴极移动离子彼此抵消（即没有净迁移），或者说，电场中不显示离子迁移。将此时pH值称为该氨基酸等电点。氨基酸特殊性质1等电点氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第9页中性氨基酸等电点：pH=6.2~6.8

酸性氨基酸等电点：pH=2.8~3.2

碱性氨基酸等电点：pH=7.6~10.8

不一样氨基酸有不一样等电点，所以能够经过测定氨基酸等电点来判别氨基酸。

等电点时，以两性离子形式存在氨基酸浓度最大（在水溶液中），氨基酸溶解度最小。氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第10页2与茚三酮反应凡是有游离氨基氨基酸都能够和茚三酮发生呈紫色反应。茚 茚三酮水合茚三酮+紫色-CO2，-RCHO-3H2O互变异构氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第11页3氨基酸金属盐络合物形成金属上有空轨道，N上有未共用电子对！

氨基酸金属盐络合物含有很好结晶形状,该反应可用来沉淀和判别一些氨基酸。氨基酸受热4种改变见书本453页并与323页羟基酸比较氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第12页4.氨基酸氨基反应1.氨基酰基化氨基酸分子中氨基能酰基化成酰胺

2.氨基烃基化氨基酸与RX作用则烃基化成N-烃基氨基酸3.与亚硝酸反应氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第13页1斯瑞克合成法--醛氨氰化法2赫尔--乌尔哈--泽林斯基α-溴化法3盖布瑞尔法4丙二酸酯法19.3氨基酸合成氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第14页改进方法：用NH4CNorNH4Cl+KCN代替HCN+NH3应用：合成比原料醛多一个碳氨基酸氨基酸起源：（1）天然产物酸性水解 （2）微生物发酵法 （3）化学合成法1斯瑞克合成法--醛氨氰化法RCHO+HCN+NH3H3+O

氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第15页应用盖布瑞尔法能够制备很纯氨基酸。2赫尔--乌尔哈--泽林斯基α-溴化法RCH2COOHNH3Br2P在封管或高压釜内进行3盖布瑞尔法可参看372页H3O+氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第16页1.经过酰基丙二酸酯法4丙二酸酯法+NC-CH=CH2H3+OH2/Pt醋酸麦克尔加成碱H2/催加热-CO2氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第17页OH-丝氨酸合成+CH2=OH3+O-CO2

丝氨酸（65%）氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第18页2.经过溴代丙二酸酯法合成CH2(COOEt)2BrCH(COOEt)2ClCH2CH2SCH3HClBr2CCl4NaNaOH蛋氨酸（50%）

烷基化

氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第19页谷氨酸合成+CH2=CHCOOEt麦克尔加成NaOEtH3+O

谷氨酸（70%）氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第20页脯氨酸合成H3+ONaOEtBr(CH2)3BrEtOHNaOH脯氨酸70%分子内亲核取代

氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第21页一个氨基酸羧基与另一分子氨基酸氨基经过失水反应，形成一个酰氨键，新生成化合物称为肽，肽分子中酰氨键叫肽键。二分子氨基酸失水形成肽叫二肽，多个分子氨基酸失水形成肽叫多肽。19.2多肽定义、命名和结构19.2.1定义氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第22页19.2.2命名455页甘氨酸 丙氨酸 亮氨酸产物三肽名称为：甘氨酰-丙氨酰-亮氨酸（甘-丙-亮）（Gly-Ala-Leu）-2H2O肽键C-端N端氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第23页1.肽键和肽几何形状19.3.3结构2.二硫键Na+液NH3空气氧化Cys-Tyr-Ile-Glu-Arg-Cys-Pro-Leu-Gly•NH2SS牛催产素氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第24页19.5.1氨基保护19.35.2羧基保护19.5.3侧链保护19.5.4接肽方法

1混合酸酐法2活泼酯法、

3碳二亚胺法4环酸酐法、

5固相接肽19.5多肽合成氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第25页保护基必须具备条件（1）易在预定部位引入（2）在某特定条件下，保护基很易除去（3）引入和除去保护基时，分子中其它部位不会受到影响，尤其是已接好肽键。多肽合成必须处理下面四个问题1.氨基保护2.羧基保护3.侧链保护4.接肽方法氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第26页C6H5CH2OH+COCl2（光气)19.5.1氨基保护1.用氯代甲酸苯甲酯（或称苯甲氧基甲酰氯）保护Benzoxycarbonyl（简写Z）氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第27页H2Pd/C+NH3CH2CO2-OH-H+SOCl2+NH3CH2CO2-,OH-H+H+CF3COOH（1mol）上保护基接肽去保护基反应过程：氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第28页2用氯代甲酸三级丁酯保护t-Butoxycarbonyl

简写BOC在多肽中应用：CF3COOHHOAc-OH,25oC上保护基接肽（过程略）去保护基氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第29页*1.催化氢化和稀碱都不能除去BOC，通常见温和酸性水解法除去。*2.若氨基酸中有多个氨基，在接肽前均需保护。*3.用Z保护还是用BOC保护，视实际情况而定。氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第30页19.2羧基保护使用酸为：CF3COOHHBr/HOAcA代表：HClCH3OH接肽Na2CO3接肽Pd/H2(CH3)2C=CH2接肽H3+O去保护基去保护基上保护基上保护基上保护基去保护基AAA氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第31页比如：19.3侧链保护

当氨基酸侧链带有一些官能团时，在合成多肽时，有时也需要加以保护，保护方法，要视详细情况而定。巯基经常见苯甲基保护，保护基能够在钠、液氨作用下除去。上保护基去保护基空气中氧化Na,NH3(l)氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第32页19.5.4接肽方法1混合酸酐法（活化羧基）-OH,25oCN(C2H5)3-5-0oC-(C2H5)3N•HClH2/Pd-C接肽C6H5CH2OCOCl氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第33页2活泼酯法N(C2H5)3H+氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第34页3.碳二亚胺法接肽dicyclohexylcarbodimide(DCC)接肽H2/Pd-C去保护基氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第35页失水机制二环己基脲氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第36页1.保护氨基和活化羧基同时完成2.氨基甲酸不稳定4.环酸酐法接肽-CO2二肽环状酸酐21氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第37页5.固相接肽麦尔德创造；处理了蛋白质和多肽一些合成问题。在不溶高分子树脂表面上进行接肽反应称为固相接肽。氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第38页生物活性

合成多肽必须确保氨基酸排列次序与天然多肽相同，并与天然多肽不论在物理、化学性质和生物活力各方面都一样，才含有意义。我国1965年6月发表合成成功牛胰岛素文章，生物活性1.2~70%美国1967年发表文章（胰岛素合成方法改进）前苏联1972年发表文章（胰岛素合成方法改进）胰岛素是一个激素，可用于治疗糖尿病，但只能用和人体结构相近胰岛素，如猪胰岛素，其它则不起疗效。氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第39页测定肽或蛋白质一级结构需要进行下面几项工作：一测定分子中是否存在二硫键二检测氨基酸组成及其相对百分比三测定肽或蛋白质中各氨基酸排列次序19.6多肽结构测定氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第40页19.6.1测定分子中是否存在二硫键

多肽或蛋白质分子中有二硫键，需要切断。其方法是用过酸氧化。19.6.2检测氨基酸组成及其相对百分比该工作由氨基酸自动分析仪完成氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第41页

在N-端引入含有特定基团标识化合物，这种标识基团有颜色、荧光、紫外吸收等性质，然后分离判定含有这种基团氨基酸衍生物。19.6.3测定肽或蛋白质中各氨基酸排列次序1.N-端氨基酸单元分析氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第42页DNFB+Gly-Ala-PheDNFB-Gly-Ala-PheDNFB-GlyAlaPheH+

水解105oCpH=8-9室温二硝基氟苯法（桑格尔法）氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第43页肼解法：当蛋白质（或多肽）与无水肼在100℃反应5-10h后，除C端氨基酸外，全部氨基酸都转变成对应氨基酸酰肼，C端氨基酸则以游离氨基酸放出。

2.C-末端测定NH2-NH2100oC5-10hGly-Ala-PheGlyNHNH2AlaNHNH2Phe氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第44页多肽结构测定由氨基酸组成多肽数目惊人，情况十分复杂。假定100个氨基酸聚合成线形分子，可能含有2100中多肽。比如：由甘氨酸、缬氨酸、亮氨酸三种氨基酸就可组成六种三肽。甘-缬-亮；甘-亮-缬；缬-亮-甘；缬-甘-亮；亮-甘-缬；亮-缬-甘。多肽结构测定主要是作以下工作：①了解某一多肽是由哪些氨基酸组成。②各种氨基酸相对百分比。③确定各氨基酸排列次序。氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第45页多肽结构测定工作步骤以下：1．测定分子量2．氨基酸定量分析

当代方法是将水解后氨基酸混和液用氨基酸分析仪进行分离和测定。°氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第46页3．端基分析（测定N端和C端）（1）测定N端（有两种方法）a2,4-=硝基氟苯法——桑格尔(Sanger-英国人)法2,4-=硝基氟苯与氨基酸N端氨基反应后，再水解，分离除N-二硝基苯基氨基酸，用色谱法分析，即可知道N端为何氨基酸。此法缺点是全部肽键都被水解掉了氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第47页b

异硫氰酸苯酯(Ph-N=C=S)法——艾德曼(Edman)降解法测定咪唑衍生物R，即可知是哪种氨基酸。异硫氰酸苯酯法特点是，除多肽N端氨基酸外，其余多肽链会保留下来。这么就能够继续不停测定其N端。氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第48页（2）测定C端a

多肽与肼反应全部肽键（酰胺）都与肼反应而断裂成酰肼，只有C端氨基酸有游离羧基，不会与肼反应成酰肼。这就是说与肼反应后仍含有游离羧基氨基酸就是多肽C端氨基酸。b

羧肽酶水解法在羧肽酶催化下，多肽链中只有C端氨基酸能逐一断裂下来。4．肽链选择性断裂及判定上述测定多肽结构次序方法，对于分子量大多肽是不适用。对于大分子量多肽次序测定，是将其多肽用不一样蛋白酶进行个别水解，使之生成二肽、三肽等碎片，再用端基分析法分析个碎片结构，最终将各碎片在排列次序上比较并合并，即可推出多肽中氨基酸次序。个别水解法常见蛋白酶有：胰蛋白酶——只水解羰基属于赖氨酸、精氨酸肽键。糜蛋白酶——水解羰基属于苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸肽键。溴化氰———只能断裂羰基属于蛋氨酸肽键。氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第49页例1：某八肽

完全水解后，经分析氨基酸组成为：丙、亮、赖、苯丙、脯、丝、酪、缬。

端基分析：N-端丙……亮C-端。

胰蛋白酶催化水解：分离得到酪氨酸，一个三肽和一个四肽。

用Edman降解分别测定三肽、四肽次序，结果为：丙-脯-苯丙；赖-丝-缬-亮。

由上述信息得知，八肽次序为：F.Sanger及其它工作者化了约10年时间与1953年（35岁）首先测定出牛胰岛素氨基酸次序，由此Sanger取得了1958年（41岁）诺贝尔化学奖。今后，有几百种多肽和蛋白质氨基酸次序被测定出来，其中包含含333个氨基酸单位甘油醛-3-磷酸酯脱氢酶。以后F.Sanger又测定了DNA核苷酸次序，因而他第二次（1980年62岁）取得了诺贝尔奖（同美国人伯格、吉尔伯特共享）。两次取得诺贝尔奖化学家是极少见，所以说，F.Sanger是一个伟大化学家。氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第50页19.7蛋白质结构和特征相对分子质量超出1万多肽称为蛋白质。蛋白质有两个主要性质：盐析、变性氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第51页19.7.1蛋白质分类458页

依据蛋白质形状分为：（1）纤维蛋白质如丝蛋白、角蛋白等；（2）球状蛋白质如蛋清蛋白、酪蛋白、血红蛋白、γ-球代表蛋白（感冒抗体）等。2．依据组成份：单纯蛋白质——其水解最终产物是α-氨基酸。（2）结合蛋白质——α-氨基酸+非蛋白质（辅基）辅基为糖时称为糖蛋白；辅基为核酸时称为核蛋白；辅基为血红素时称为血红素蛋白等。依据蛋白质功效分；（1）活性蛋白按生理作用不一样又可分为；酶、激素、抗体、收缩蛋白、运输蛋白等。（2）非活性蛋白担任生物保护或支持作用蛋白，但本身不含有生物活性物质。比如：贮存蛋白（清蛋白、酪蛋白等），结构蛋白（角蛋白、弹性蛋白胶原等）等等。氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第52页蛋白质性质1．两性及等电点多肽链中有游离氨基和羧基等酸碱基团，含有两性。2．胶体性质与沉淀作用蛋白质是大分子化合物，分子颗粒直径在胶粒幅度之内（0.1~0.001μ）呈胶体性质。蛋白质颗粒表面都带电荷，在酸性溶液中带正电荷，在碱性溶液中带负电荷，到达帮助带有同性电荷就于周围电性相反离子组成稳定双电层。因为同性电荷相斥，颗粒相互隔绝而不粘合，形成稳定胶体体系。蛋白质与水形成亲水胶体，也和其它胶体一样不是十分稳定，在各种原因影响之下，蛋白质轻易析出沉淀。氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第53页（1）可逆沉淀（盐析

2）不可逆沉淀蛋白质与重金属盐作用，或在蛋白质溶液中加入有机溶剂（如丙酮、乙醇等）则发生不可逆沉淀。如70-75%酒精可破坏细菌水化膜，是细菌发生沉淀和变性，从而起到消毒作用。3．蛋白质变性作用蛋白质在一定条件下，共价键不变，但构象发生改变而丧失生物活性过程成为蛋白质变性作用。氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第54页变性条件：

物理原因：干燥、加热、高压、振荡或搅拌、紫外线、X射线、超声等等。化学原因：强酸、强碱、尿素、重金属盐、生物碱试剂（三氯乙酸、乙醇等等）。变性后特点：①丧失生物活性②溶解度降低③易被水解（对水解酶抵抗力减弱）。变性作用利用：①消毒、杀菌、点豆腐等；②排毒（重金属盐中毒抢救）；③肿瘤治疗（放疗杀死癌细胞）；变性作用防治：①种子贮存；②人体衰老（迟缓变性）；③预防紫外光灼伤皮肤。氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第55页4．蛋白质颜色反应（1）缩二脲反应蛋白质与新配置碱性硫酸铜溶液反应，呈紫色，称为缩二脲反应。（2）蛋白黄反应蛋白质中含有苯环氨基酸，遇浓硝酸发生硝化反应而生成黄色硝基化合物反应称为蛋白黄反应。（3）米勒反应蛋白质中酪氨酸酚基碰到硝酸汞硝酸溶液（4）茚三酮反应蛋白质与稀茚三酮溶液共热，即展现蓝色。氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第56页蛋白质有四级结构肽链中各种氨基酸相互联接次序是蛋白质初级结构，也叫一级结构。多肽链主链骨架中若干肽段，经过氢键，形成有规则构象，这称为二级结构。

α-螺旋 β-折叠

460页在二级结构基础上，多肽链间经过氨基酸残基侧链相互作用而进行盘旋和折叠，因而产生特定三维空间结构，这称为三级结构，也称为蛋白质亚基。各个亚基在低聚蛋白中空间排布及相互作用，称为蛋白质四级结构。蛋白质生理活性是由二级、三级、四级结构来决定。氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第57页19.8酶酶：酶是一类在生物体内有催化活性蛋白质。辅酶：与酶蛋白松弛地结合辅助因子称为辅酶。辅基：与酶蛋白紧密地结合辅助因子称为辅基。全酶：酶蛋白与辅助因子结合后形成复合物称为全酶。氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第58页D-2-脱氧核糖核苷+磷酸19.9核酸D-核糖+碱基结构组成核糖核苷酸核糖核酸D-核糖核苷+磷酸核酸 脱氧核糖核酸脱氧核糖核甘酸D-2-脱氧核糖+碱基聚合聚合氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第59页核酸基础单位1.糖D-核糖D-2-脱氧核糖氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第60页2.碱基C（胞嘧啶）U（脲嘧啶）T（胸腺嘧啶）A（腺嘌呤）G（鸟嘌呤）氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第61页RNA组成鸟苷（G）腺苷（A）胞苷（C）脲苷（U）氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第62页

将遗传密码翻译变成特异蛋白质，以执行各种生命功效，使后代表现出与亲代相同遗传性状。RNA作用氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第63页DNA

组

成2-脱氧胸腺苷dT2-脱氧胞苷dC2-脱氧腺苷dA2-脱氧鸟苷dG氨基酸蛋白质核酸专业知识培训第64页携带全部遗传密码。DNA所携带全部遗传信息都记载在DNA所包含全部核苷酸排列次序中。

DNA即使只有四种类型核苷酸，但它相对分子质量极大，这四种核苷酸在DNA分子中排列方式近乎无穷，一个含1000个核苷酸DNA分子，有41000种排列方式，这是一个天文数字，这就